Водоснабжение промышленных предприятий. Непогодин

1 Вопрос. Типы сооружений для охлаждения воды. Процессы теплообмена в испарительных охладителях.

ОХЛАЖДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ОБОРОТНОЙ ВОДЫ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

В оборотной системе промышленного водоснабжения охлаждающие устройства обеспечивают требуемое охлаждение циркуляционной воды.

Охлаждение воды в охладителях осуществляется воздухом, имеющим температуру меньше температуры нагретой воды.

• Эффективность процесса охлаждения зависит: от температуры воздуха,

• от влажности воздуха,

• от скорости движения воздуха,

• от поверхности соприкосновения охлаждаемой воды с воздухом.

По способу передачи тепла охладители разделяются на:

• испарительные (открытые), в которых есть непосредственный контакт воды и воздуха (водохранилища или пруды-охладители, брызгательные бассейны, градирни);

• поверхностные (радиаторные), в которых охлаждаемая вода не имеет непосредственного контакта с воздухом. (Охлаждение в них происходит через стенку радиатора, внутри которого протекает охлаждаемая вода.)

По способу подвода воздуха охладители делятся:

• открытые (с естественным притоком воздуха),

• башенные (оборудованные башней для усиления тяги),

• вентиляторные (с принудительной подачей воздуха с помощью вентиляторов).

• По способу создания поверхности охлаждения охладители делятся: брызгальные,

• капельные,

• пленочные,

• комбинированные (капельно-пленочные).

Основные качественные характеристики охладителей

1. Ширина охлаждения или температурный перепад:

Dt = t₁ – t₂ ,

где t₁ – температура нагретой воды, ^оС;

t₂ – температура охлажденной воды, ^оС.

Ширина охлаждения характеризует условия работы охладителя.

2. Глубина охлаждения:

Dt΄ = t₂ - t,

где t – теоретический предел охлаждения, ^оС.

Для прудов-охладителей t = t_е, где t_е – естественная температура воды на поверхности водоема.

Для брызгальных бассейнов и градирен теоретическим пределом охлаждения является температура воздуха по смоченному термометру t = T_см, а для радиаторных охладителей - по сухому термометру t = T.

Глубина охлаждения характеризует действительный эффект охлаждения, который может быть улучшен за счет увеличения поверхности соприкосновения, количества воздуха и его скорости, равномерности распределения воды и поступающего воздуха и т. п.

3 . Эффективность работы охладителя можно оценить по зависимости

Она тем выше, чем ближе η к 1.

Количественные характеристики охладителей:

1. Гидравлическая нагрузка (удельная плотность орошения) – это расход воды, приходящийся на 1 м² активной поверхности охладителя:

м³/м²∙ч.

2. Тепловая нагрузка – это количество отводимого в охладителе тепла, приходящегося на 1 м² активной поверхности охладителя:

А_f = q_f ×C×Dt, ккал/м²∙ч.

Тепловая нагрузка различных охладителей находится в широком диапазоне значений:

от 0,2…0,4 тыс. ккал/м²∙ч для прудов-охладителей,

до 80…100 тыс. ккал/м²∙ч и более для вентиляторных градирен.

Теплопередача может осуществляться:

• испарением, т. е. превращением части воды в пар;

• соприкосновением, т. е. за счет теплопроводности и конвекции;

• излучением.

Поток теплоты в следствии теплоотдачи соприкосновением q_a имеет направление:

• от воды к воздуху,

• от воздуха к воде

в зависимости какая из сред имеет более высокую температуру.